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芯片世界的革新:从二维平面跨入三维空间

全球物联网、大数据中心、智能家居、便携设备等应用的发展不断丰富着我们的物质生活和精神生活,这些应用的正常运行都离不开半导体数据存储芯片——仅一片指甲盖面积大小的芯片区域就可以存放约300套《大英百科全书》文字内容的高科技产品。近年来,人类社会的数据量迅速激增,一年产生的数据就相当于人类进入现代化以前所有历史的总和,这对存储器芯片的容量和存储密度提出了更高要求。
  
  传统半导体存储器芯片通过提高单位面积的存储能力实现容量增长,但在后摩尔时代已不可避免地面临单元间串扰加剧和单字位成本增加等瓶颈。因此,寻求存储技术阶跃性的突破和创新,是发展下一代存储器的主流思路。3D NAND是革新性的半导体存储技术,通过增加存储叠层而非缩小器件二维尺寸实现存储密度增长,将半导体存储器的发展空间带入第三维度,成为未来实现存储器芯片容量可持续增长的关键。
  
  中国作为全球制造业基地,存储器消耗量惊人。据统计,中国存储器消耗量占全球总消耗量的50%以上,但国产存储产品却屈指可数。我国在存储器芯片领域长期面临市场需求大而自主知识产权和关键技术缺乏的困境,开展大容量存储技术的研究和相关产品研制迫在眉睫。
  
  2014年6月,国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》,将半导体产业新技术研发提升至国家战略高度。在此背景下,为推动自主存储芯片技术和产业的发展,中国科学院微电子研究所与长江存储科技有限责任公司建立战略合作,集中开展3D NAND领域关键技术的全方位攻关。